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2020年 第52卷 第11期 刊出日期:2020-11-16
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设计技术
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针对传统“双巷布置”方式易在深部矿井中诱发冲击地压等动力灾害问题,本文通过总结分析现有冲击地压采煤工作面巷道布置方式的优缺点,建立了双联巷的概念和布置方式,提出了在冲击地压矿井采煤工作面应用双连巷的技术构想。通过建立工作面回采前后双连巷顶板结构力学模型,得出双连巷顶板稳定性与双连巷跨度的关系和中隔墙支护阻力与其宽度的关系。双连巷的应用,既解决了双巷的难题又实现了双巷的功能,可为冲击地压矿井采煤工作面设计提供参考。
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村庄压煤作为“三下”压煤问题之一,长期困扰着矿井可持续发展。如何通过合理的回采方式采出压煤资源,是目前我国“三下”开采工作的重要课题。本文通过解决村庄压煤的各种开采方案进行了经济效益对比分析,确定采用短壁间隔充填开采方式回采刘东煤矿村庄压煤采区。结合理论分析、物理模拟和FLAC3D数值模拟计算方法,确定了条带充填开采工艺参数及回采工艺。最后,应用短壁间隔充填开采技术成功的回采了村庄压煤采区,对相似条件下村庄压煤开采具有参考意义。
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针对丁集煤矿低浓度瓦斯利用气源多、流量大、输送距离长等特点,为实现气源均匀混配后利用,并将掺混后的气体安全输送至蓄热氧化发电机组,从工艺流程、管径选择、安全保障、浓度掺混等方面对丁集矿的瓦斯掺混输送系统进行了设计。通过现场实际应用表明,系统管路设计和控制参数合理,输气保护措施完善,运行稳定可靠,掺混浓度满足蓄热氧化发电机组的要求。
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智能化是露天煤炭工业发展的必由之路,我国露天开采智能化发展的总体特点是“政策导向明确、体量蓬勃增长、基础相对薄弱”。根据国内外露天矿山当前智能化发展现状,提出了当前露天矿山智能化发展趋势为:露天矿山自动化装备及系统的大范围应用、信息化数据链的集成、数据处理和决策、生产设计智能化与矿山工程设计-施工的一体化管控。当前智能化规划工作中面临的重点问题主要有:露天矿山智能化的概念与内涵较为模糊、智能化改造涉及的规划内容、实施途径等尚未体系化、专业学科交叉中存在知识壁垒、缺乏合理的“投入-产出”评价标准、缺乏各规划内容优先级的决策依据。为解决存在的关键问题,当前重要的基础工作为:露天矿山智能化知识图谱的构建研究、矿山合理智慧程度评价体系的构建研究、规划内容优先级的决策方法研究。
露天矿端帮采煤机开采参数设计方法
李涛 肖双双
2020, 52(11):  0-0. 
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为了提高端帮压煤回采率,保证端帮采煤机作业安全,分析了平朔东露天煤矿端帮压煤开采可行性,提出了端帮压煤开采参数设计方法,包括端帮采煤机工作区域参数设计方法,以及煤柱参数计算方法。并验证了煤层上覆岩体安全厚度,采用Midas GTS NX有限元软件模拟了端帮压煤开采后的边坡稳定性情况。研究结果显示,东露天矿端帮压煤采用端帮采煤机开采方案可行,设计端帮采煤机工作区域长度80m,宽度40m,端帮采煤机水平最大开采深度300m。单排采巷条件下设计4煤支撑煤柱宽度5.0m,隔离煤柱宽度20m,9煤支撑煤柱宽度6.0m,隔离煤柱宽度24m。上覆岩体厚度满足安全要求,端帮压煤开采后端帮边坡较为稳定。
晋东大型煤炭基地开发态势研究
乔立瑾
2020, 52(11):  0-0. 
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晋东煤炭基地是我国优质无烟煤的重要产区,是国家规划建设的14个大型煤炭基地之一。本文以国家能源局“国家大型煤炭基地开发潜力研究”数据为基础,通过对晋东煤炭基地开发现状的梳理,计算了晋东煤炭基地开发强度系数为0.5,产能利用率为82%,煤炭资源采出率为52.4%。根据计算结果,对晋东煤炭基地开发态势进行了分析预测:基地开发强度宜适度降低;基地煤炭采出率将有一定程度提高;基地产能及煤炭产量呈下降趋势,预计基地科学产能约为3.5亿t/a,产量约2.8亿t/a。提出了基地发展的建议,对晋东煤炭基地科学开采和可持续开发具有重要意义。
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原排水规范实施多年来,在保证矿井安全生产上起到了一定的作用。近几年煤矿排水的设计出现了一些新情况新经验,且为了与新的《煤矿安全规程》和《煤矿防治水规定》相适应,国家适时修订排水规范,以满足煤炭工业的快速安全发展。新规范更符合我国煤矿井下排水的实际情况,实施后一定能收到良好的社会效益和经济效益。本文阐述了新规范修订条款的缘由,对正确理解和贯彻执行新的排水规范具有重要意义
施工技术
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摘 要:深井冻结需要设计应用高承载能力的井壁结构,井下现浇高强度混凝土是提高井壁承载能力较为可行的方法。设计应用大于C80混凝土井壁缺少相应规程和规范,缺少对混凝土轴心抗压强度设计值、抗拉强度设计值、弹性模量等物理力学参数的取值规定,研究这些参数及其在井壁结构设计中科学合理取值具有现实意义。通过国内外混凝土设计规范、国内有关学者研究成果和为本研究开展的验证试验等综合研究,提出C80~C100轴心抗压强度、轴心抗拉强度设计值和标准值、弹性模量与泊松比等取值建议,为制定冻结法凿井井壁设计应用C80~C100混凝土技术规程和形成技术体系提供依据。
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以伊犁永宁煤业化工有限公司2302上顺槽迎采扰动沿空掘巷的巷道布置及围岩控制为背景,借助现场实测、数值模拟等手段,分析2301工作面超前采动应力和侧向支承应力影响范围,确定了超前80m和滞后100m为迎采扰动影响范围,在此基础上进一步分析了不同煤柱宽度2302上顺槽围岩的承载演化规律,确定了2302上顺槽合理窄煤柱宽度为6.0m。最后提出了在迎采扰动范围内,锚杆索支护和单体液压支柱配合π型梁的补强支护技术,并应用在2302上顺槽,矿压观测结果表明,特厚煤层迎采扰动沿空掘巷6.0m煤柱宽度及围岩控制技术的合理性,研究结果对缓解此煤矿采掘接替紧张的问题具有重要应用价值。
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为了解决上覆煤柱应力叠加影响下巷道变形严重的问题,通过现场实测对巷道变形规律进行研究,采用钻孔窥视及静压注水试验对围岩破碎特征进行分析,制定了先注浆、再紧固、最后预应力锚索补强的综合治理方案,并进行工业性试验,结果表明:巷道修复后0-18天为初始变形阶段,是巷道治理的关键阶段;巷道浅层煤体裂隙发育数量较多且连通性较好,深层裂隙发育较少且连通性差,需要采用预应力锚索进行全长锚固补强;采用综合治理方案后,巷道变形量得到有效控制,底鼓量最大为51mm,两帮最大移近量为42mm,顶板沉降量为4mm,巷道变形得到有效控制。
定向爆破技术在沿空留巷中的应用与研究
杨战标 赵万里 丁坤朋 张广杰
2020, 52(11):  0-0. 
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为解决平煤二矿煤层顶板坚硬而导致回采巷道围岩较难控制的问题,采用D型聚能管定向断裂爆破技术应用在沿空留巷中,通过理论分析定向断裂爆破技术原理、现场试验、钻孔窥视等手段明确了D型聚能管定向断裂爆破技术对控制沿空留巷围岩变形中的积极作用,确定了平煤二矿沿空留巷中中合理的爆破、装药等工艺参数,并进行了现场工业性试验。试验结果表明:采用D型聚能管定向断裂爆破技术中可以达到定向爆破的目的,切顶预裂成缝效果良好,能够有效切断沿空留巷中的基本顶,巷道自身的承载力得到提高,能够保障动压影响期间留巷围岩稳定,显著提高了沿空留巷支护的可靠性和安全程度,有利于安全生产,对于同类条件下矿井聚能预裂爆破参数的选择有一定的工程参考价值。
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为解决哈拉沟煤矿采掘工作面特殊条件顶板管控困难问题,分析了综采面各类顶板灾害发生的机理,并实施综合顶板管控技术,确保了综采面过特殊条件区域顶板安全;同时从设计源头着手,充分分析掘进地质条件,采取有效的掘进、支护手段,确保了掘进面过特殊条件区域顶板安全。结果表明:综采面过空巷老顶超前断裂,易发生滑落失稳,采取泵送支柱支护技术能够实现综采面安全过空巷群;综采面过沟存在过沟底薄基岩区域和上坡段切顶压架危险,通过实施井下提前疏放水、薄基岩注浆加固和危险区域预测等综合措施能够确保综采面安全过沟谷。通过对比断层上、下盘标高,采取钻探、巷探验证,优化了掘进过断层方案,实现了巷道最少化掘进;采取层间岩层加固、锚索穿层支护和架棚支护措施,为重叠巷道分叉区域下方巷道掘进顶板管控提供了保障。
岩石电阻率特性及在煤矿采空区探查中的应用
王超 徐杨青 高晓耕
2020, 52(11):  0-0. 
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地层电阻率蕴含丰富地层信息,岩石电阻率的准确描述对于电阻率探测解释尤为重要。系统分析岩土材料电阻率特性,结合麦克斯韦电导率理论公式推导非饱和岩石电阻率公式,并采用阿尔奇公式验证其合理性;采用高密度电法与瞬变电磁法对场区进行综合探测,利用岩石电阻率理论解释采空空洞及覆岩电阻率特征,并进行钻探验证。结果表明,受压岩石电阻率与体积应变正相关,采空空洞邻近区域存在电性异常过渡带,过渡带高度与垮落断裂带高度较为一致,同时电阻率综合探测可以基本揭露采空区展布形态。
生产技术
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为解决双马煤矿废弃油井内有毒有害气体侵入工作面威胁安全生产的难题,开展油气侵入机理研究及灾害风险评估,对油井影响区域瓦斯和H2S灾害进行分析预警,采用地面超前封堵、采前预注碱性吸收液主动治理和采中喷射中高压碱性溶液逐级吸收为核心的综合治理技术,最后对受废弃油井影响的区域进行治理效果评价,从而保障采煤工作面安全回采。构建起评估、预警、治理、评价“四位一体”灾害防控体系,在双马煤矿I0104106工作面马探23废弃油井进行了试验应用。研究结果表明:评估、预警、治理、评价灾害防治技术体系完整有效,有效控制双马煤矿煤体中了H2S涌出扩散体积分数,保障了安全回采。
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为了解决以往条带瓦斯预抽钻孔工程量大、抽采浓度低、抽采时间长的问题,将定向长钻孔瓦斯抽采技术应用于榆树田煤矿的条带预抽中。研究表明:定向长钻孔在榆树田煤矿煤层中单孔长度可达723m,煤层孔段比例高达96%~100%;日瓦斯抽采浓度最大为73.8%,日最大抽采纯量达23017m3/d;定向长钻孔瓦斯抽采技术煤层孔段比例高、抽采速度快,能够实现定向条带的区域消突。本研究为本矿井和相邻矿井的瓦斯治理和瓦斯利用提供了参考。
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为了消除高瓦斯低渗透煤层的突出危险性,采用应力场监测技术对煤层水力造穴效果进行监测检验,并分析工作面在水力造穴前后煤层应力演化规律。研究结果表明:水力造穴期间,钻孔周围煤层应力变化在空间上有所区别,距离钻孔越近,煤层应力变化越明显;水力造穴施工完成后,煤层中距离钻孔越近的位置应力变化越早,变化趋势越单一,卸压幅度越大;距离钻孔越远,应力变化越滞后,变化趋势越复杂,卸压幅度越小;与瓦斯压力测定结果对比分析可知,应力场监测结果可以充分反映水力造穴的实施效果及影响范围。
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基于矿井的地质条件和开采条件,构建了井上下一体化微震监测台网,提出了一种井上下微震联合监测技术,对井上下联合微震监测结果在垂直方向的空间分布特征和数量特征进行了分析,并对微震事件分布规律与导水裂隙带发育高度的关系进行了研究。研究结果表明:微震事件在平面位置主要集中在工作面两端,且工作面回风巷侧应力集中程度明显高于运输巷侧,垂直方向上微震事件主要集中在煤层上方0~80m范围内,微震事件数量在顶板以上80m后急剧减少,得出导水裂隙带的最大发育高度在煤层上方80m左右范围内;其中,工作面煤层上方0~20m为垮落带,20~80m为采动裂隙带,微震监测结果与理论计算基本相一致。
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导水裂隙带发育高度是煤矿安全生产的关键参数,对防止地下水流失及矿井突水事故的发生具有重要意义。针对某煤矿9101回采工作面重组整合后的生产需求,依据煤炭开采相关规程,在利用经验公式和理论确定两带发育最大高度的基础上,结合矿井地质情况制定了钻孔成像观测方案,布置了4个观测钻孔和1个采前对比孔,综合分析不同深度段孔内原生裂隙和次生裂隙发育情况后最终确定9101工作面冒落带实际发育高度约为8.37m,覆岩导水裂隙带的发育高度为H=30.74m,呈马鞍型发育形态,为9101工作面连续稳定安全生产提供了科学可靠的关键参数。
首山一矿地面集中式降温技术与工程实践
张国川 刘枫 刘庆军 徐永佳 李登
2020, 52(11):  0-0. 
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首山一矿己组煤层属二级高温区,煤层埋藏深、工作面走向长、通风距离远,煤层底板以上地温梯度2.63~4.18℃/100m,平均地温梯度3.42℃/100m,大多数工作面温度均超过33℃、湿度达到96%,矿井热害问题严重。为保障职工的身心健康和矿井的生产安全,平宝公司采用集中式降温技术处理首山一矿己组煤层矿井热害问题。本文通过对己组煤层各工作面降温效果进行分析,评价了地面集中式降温系统的降温效果。结果表明,装备空冷机的制冷分支巷道温度降幅5-11℃,湿度降幅20-30%,工作面温度基本上降到25℃以下,湿度均降到75%以下,取得良好的降温效果。平宝公司通过工程实践为高温矿井的降温提供了新思路和新方法。
研究探讨
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以唐山沟煤矿坚硬顶板条件下切顶沿空留巷为工程背景,为了合理确定切顶留巷切缝参数,运用理论分析并结合现场实测,得到了切顶沿空留巷覆岩运移规律和顶板断裂结构特征,发现岩体间水平推力和剪切面摩擦力是阻碍顶板被顺利“切落”因素,通过分析岩梁力学结构和几何关系,得到了留巷顶板合理切缝参数,并进行了井下验证。研究结果表明:坚硬顶板条件下,切顶留巷顶板垮落后,将相互铰接约束,形成砌体梁平衡结构;切顶留巷顶板在被“切落”时,将由于岩体相互铰接导致的水平推力,存在一个阻碍顶板被切断的摩擦阻力;根据对切顶留巷顶板受力及几何关系分析,得到了合理顶板切缝角度与其他参数关系式,切缝角度与顶板岩层重度、采高正相关,与岩体抗拉强度、岩石碎胀系数成负相关。井下试验表明,采用本文所推导计算式所得切顶参数可以使留巷采空区侧顶板较好被“切落”,留巷顶板压力及顶板移近量均在可控范围内,满足安全生产需要。
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为解决深部围岩变形量大﹑常规支护材料易破断失效的问题,对恒阻大变形锚索结构﹑工作原理及力学特性进行了研究。室内试验结果显示:恒阻锚索在静力拉伸和动力冲击过程中均能保持 350KN 的恒定工作阻力,显示了恒阻锚索良好的抵抗冲击﹑恒阻吸能特性。将恒阻锚索应用到深部切顶留巷工程中,留巷期间恒阻锚索大部分都产生一定的缩进量,较好地吸收了深部围岩变形能量,留巷围岩在滞后工作面约300m 时达到稳定状态,各项指标均能满足现场使用要求,可见恒阻锚索较好地控制了深部留巷围岩变形,从而验证了恒阻锚索支护的可靠性。
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平顶山矿区上覆戊组煤层群开采过程中遗留的上下山大型煤柱,对下伏己组煤层巷道掘进以及开采过程中顶板压力和煤层赋存状态具有重要影响。为研究上伏遗留煤柱对下伏煤层的影响规律,采用锚杆应力计对顶板的应力进行研究。根据下伏煤层巷道锚杆应力的现场原位监测,可将上伏遗留煤柱对下伏煤层的应力影响区域划分为三个区域:影响微弱区(I区)、影响剧烈区(II区)、稳定影响区(III区)。并通过FLAC3D软件模拟分析了影响区内的应力变化趋势,验证了上伏遗留煤柱对下伏煤层的影响规律。研究成果可为下伏己组煤层掘进与回采通过煤柱时的顶板管理、瓦斯治理及防突措施提供理论依据和现场指导。
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受物探精度的影响,煤矿井下部分小断层无法被有效探测,对井下安全生产造成严重威胁,准确进行隐伏断层的预测是工作面安全回采的迫切需求。本文在分析大量微震事件的基础上,表明微震监测可作为一种辅助监测手段用于工作面的隐伏断层探测。主要实现方法为:分别采用DDT、DWT和能量密度法,实现了微震事件的时域、频域及能域曲线之间的转化,提出了微震事件的“时-频-能”特征分析方法。基于该方法,分析了同一微震事件在断层前后所测曲线的“时-频-能”特征差异,研究表明:在时域内,断层前微震事件波峰多,震动持续时间短,尾波不发育,断层后的则相反。在频域内,断层前微震事件频段完整,低、中、高频段均有分布,频域曲线呈多峰特征,断层后微震事件则集中于0~20Hz频段,呈尖锐单峰特征,断层对微震事件起到了类似“低通滤波”的作用。在能域内,断层前微震事件的能量具有短时、全频段、连续传播的特点;断层后则相反。据此分析了某矿3307工作面微震事件波形曲线的突变原因,推断工作面前方存在干涉震动波传播的隐伏断层,工作面后续揭露的F2隐伏断层验证了此推断。
煤矿地下水库人工坝体稳定性分析
樊帆
2020, 52(11):  0-0. 
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为了研究煤矿地下水库人工坝体稳定性,对人工坝体修建位置应力环境进行分析,认为煤矿地下水库蓄水后在坝体周围会形成围压环境。利用FLAC 3D数值模拟软件建立人工坝体模型,对模型正面施加梯度水压模拟水库水压环境,模拟结果表明:对坝体施加不同围压条件后,人工坝体稳定性与无围压条件下差距明显,施加较低强度的均匀围压和非均匀围压均会提高人工坝体的稳定性,当施加较高水平均匀围压或明显的不均匀围压时会促进人工坝体的破坏。利用理论公式及数值模拟对人工坝体外表面最大位移进行分析,研究发现坝体外表面最大位移与水库储水高度表现出良好的线性关系,当围压水平较低时,坝体外表面变化趋势相差很小,但坝体稳定性差距较大,由此表明无法通过坝体外表面位移特征准确反推坝体稳定性。
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为了研究富水砂层斜井冻结壁温度场分布规律,本文以陕北某矿为研究背景,从理论分析、现场实测和数值模拟三方面对富水砂层斜井冻结壁温度场分布规律进行了研究。给出了单根冻结管条件下斜井冻结壁温度场分布数学模型,并根据场的叠加原理给出了多根冻结管下斜井冻结壁温度场分布数学模型;斜井冻结壁现场实测结果表明:距离冻结管越近,冻结壁降温速度越快,冻结锋面发展速度也越快,且埋深对冻结壁温度场的发展有一定影响,但影响较弱;对比斜井冻结壁温度场数值模拟结果和现场实测结果可知,冻结过程中斜井冻结壁温度变化趋势基本一致,各测点温度差值小于2℃,说明本文提出的斜井冻结壁温度场数值模拟分析是可靠有效的,能较好的反应冻结冻结壁随冻结时间发展的一般规律。
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内蒙古凉城地区位于华北地台北缘、内蒙台隆的凉城断垄,是华北地台早寒武纪变质基底出露最集中的地段。工作区地处大青山-乌拉山多金属成矿带上,构造运动长期活跃,成矿地质条件有利。本文通过对凉城地区构造及成矿地质条件的分析,进一步提取了该区的地质找矿信息和地球化学找矿信息,进行成矿预测。研究认为:1.区内岩浆活动与金属矿化关系密切,尤其是新太古代就地侵位的酸性花岗岩和中生代酸性小型侵入岩株与金属矿产的形成具有重要的成因联。2.构造因素是研究区重要的控矿因素。其中研究区规模大延伸远的NE向断裂可能系多期次活动的深大断裂,在较大尺度上控制了蚀变带的分布,从纵向来看可能是蚀变热液由深部上涌的通道,NEE向是热液活动的次级断裂,而NW向、近SN-NNE向断裂则在横向上控制了蚀变带的延伸,为成矿热液运移或沉淀提供了场所,并提供了横向上的运移通道。在构造形迹集中分布位置和多组构造交汇耦合位置更是有利的找矿位置。3.该区域的主成矿元素为Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Mo,对该区1:5万水系沉积物进行了异常下限确定和单元素、综合元素异常的圈定,全区共圈定综合异常43个,其中甲类异常4个,乙类异常19个,丙类异常20个。4.结合地质、地球化学找矿信息对该区域进行了成矿预测,A级远景区2个,B级远景区3个,C级远景区1个,为下一步的找矿工作提供依据。
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对李家壕煤矿矸石山进行实地勘察选点,对不同排弃时间段的矸石岩体进行原位剪切试验和室内大型剪切试验,分析了相应试验的矸石岩体剪切应力—剪切位移曲线规律,计算了不同压力级别下的峰值剪应力下的抗剪强度,结合Hoek-Brown 岩体强度准则对黏聚力和内摩擦角试验值进行探讨。研究结果表明:矸石的排弃时间越长,矸石块体的胶结情况就越好,则矸石岩体滞后达到峰值强度,其抗剪强度就越大;峰值强度前阶段,随着剪应力的增加,矸石剪切变形以明显的弹性变形为主;矸石原位剪切试验的黏聚力和内摩擦角都比大型剪切试验值大,Hoek-Brown 岩体强度准则估计的黏聚力值都比试验值偏大,而内摩擦角估计值和试验值较为接近。为今后研究矸石岩体抗剪特性及矸石山边坡稳定性分析提供参考。
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风量调节方式作为煤矿主通风机安全高效、节能环保运行的关键因素之一,在煤矿的安全、经济运行中起着举足轻重的作用。首先,文章分析对比了采用不同调节风量控制方法的节能方案,提出了采用变频调速控制技术的节能方案,并阐明了变频调速节能原理。其次,结合目前变频器在煤矿应用过程中存在的潜在不安全因素,设计了一种基于S7-300PLC的变频-旁路工频风机控制系统并进行了验证,验证结果表明,风机控制系统运行可靠,不误动、不拒动,安全性高。最后,通过实际应用案例,对该风机控制系统的应用效果进行了综合评价,评价结果表明,该控制系统应用效果良好,在调度室实现了集控,实现对风机的在线实时监控,达到了减人提效的目的。
褐煤比热容及热扩散系数随温度衍化规律实验研究
于伟东 王慧明 杨晓成 杨勇 余传涛 季长江
2020, 52(11):  0-0. 
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为进一步解决以褐煤为代表的低变质程度煤原位流体化开采过程中的热解动力学等问题,通过差示扫描量热法、闪光法,本文系统地研究了褐煤比热容、热扩散系数随温度衍化特征规律。研究结果表明:褐煤比热容、热扩散系数均随温度升高而表现出先增大后减小的变化趋势,且存在明显的阈值温度。结合褐煤热失重特征分析,可见:褐煤失重变化与比热容衍化之间存在必然的因果关系。褐煤热扩散系数受煤中构成相的影响,并表现出明显的各向异性特征。试验结果揭示:温度效应下,褐煤组分与含量变化是导致热力学参数复杂变化的内因。水分相变、热分解反应机制决定热力学参数随温度衍化特征规律。
基于MIV特征选择与PSO-BP神经网络方法的煤炭发热量预测
李大虎 李秋科 王文才 曹钊 荣令坤 贾风军
2020, 52(11):  0-0. 
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为克服传统线性回归模型对煤的发热量预测精度低、适用范围窄的缺陷,综合考察了工业分析和元素分析指标与煤的发热量的线性相关性,采用平均影响值方法对影响发热量的煤质指标进行特征变量筛选,并结合粒子群优化算法对传统BP神经网络进行优化,提出了一种基于MIV-PSO-BP神经网络方法的煤炭发热量非线性预测方法。结果表明:煤的工业分析和元素分析指标中,仅灰分、碳含量与发热量之间存在一定的线性相关性,其余指标与发热量的线性相关性较弱;煤的工业分析4个指标对发热量的影响均较大,而元素分析中仅碳含量、氢含量对发热量影响较为显著,其余指标对发热量的影响可忽略不计;与其他研究者提出的发热量预测模型相比,MIV-PSO-BP神经网络模型预测的平均相对误差和均方根误差更低,总体预测效果更好,相关系数最高可达98.60%。
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为解决鲁奇炉出口煤气焦油含量高、气化效率低,阻碍热解产物的清洁利用,造成后系统水处理成本高等问题。以降低焦油产率、提升煤气产量、提高煤炭转化率为导向,以胜利褐煤为研究对象,在固定床常压热解反应器及600℃条件下开展了胜利褐煤二元复合催化热解实验研究,考察了由K2CO3、Ca(NO3)2、CaO和Fe(NO3)3四种单组分催化剂所制备的二元复合催化剂的种类和配比对热解产物收率和热解转化率的影响,揭示了胜利褐煤中温催化热解特性。研究结果表明:添加5% 配比为1:1的K/Ca催化剂时,煤气收率提升最显著,由无催化剂时的8.46%增大至14.88%,突出表现为H2和CO的收率有显著提升;焦油收率相对原煤热解降低了62.4%,其中沥青质降低了82.09%,芳香烃提高了21.69%。这表明催化剂的添加可以降低焦油的收率,提升煤气的品质,实现热解产品的定向转化。
装备技术
露天矿用电缆卷放车智能保护系统设计
武国平 闫孝姮
2020, 52(11):  0-0. 
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针对电缆卷放车运行中可能存在的电流型、电压型故障,设计了以STM32F103RCT6单片机控制单元为核心,集采集,判断,保护与查看功能于一体的电缆卷放车智能保护系统,实现了对电缆卷放车的可靠保护。由于传统的过电流保护方法在电缆卷放车出现电流故障时不能进行全面有效的保护,因此引入对称分量法作为保护的基本理论以检测电缆卷放车运行中的电流故障,通过测量电缆卷放车运行时的电流幅值、电流的零序、负序分量以及电压幅值,对电缆卷放车进行短路故障保护、断相故障保护、三相不平衡故障保护、单相接地故障保护、两相接地故障保护、欠电压故障保护以及过电压故障保护。为了将采集到电压、电流信号转变为单片机可以处理的单极性小信号,设计了信号调理电路,同时设计了保护系统的软件,包括数据采集处理、数据分析计算与检测判断、保护动作执行以及人机交互部分,实现了对电缆卷放车运行状态的判断和故障报警功能。试验结果表明 ,该保护装置符合保护要求。
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摘要:针对矿用纯电动防爆车辆当前无法有效解决有限体积防爆动力电池比能量低、整车质量大、效率低等严重制约了车辆续航里程提升,困扰矿用电动车辆发展和推广的技术瓶颈问题,提出了多档位变速系统、传动系统集成化等有效解决提升矿用电动车辆续航的关键技术方法。文章对某矿用车辆配置多档位变速系统进行研究,研究表明:在防爆动力电池性能短期内无法大幅提升的现状下,采用多档位变速系统使得整车综合效率有效提高8%,平均续航里程增加20%,为设计研发安全高效的矿用电动车辆提供理论基础,促进了煤矿绿色、高效辅助运输行业的发展。
基于PLC和iFIX的带式输送机集控系统设计
李荣进 吴呈阳 王茹 贺洁茹 张岩松
2020, 52(11):  0-0. 
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针对煤炭生产智能化、自动化的需要,本文选用S7-300型PLC和iFIX 5.5组态软件构成了一个智能化的控制系统,并成功应用于赵固二矿带式输送机控制系统。考虑到带式输送机输送煤炭过程中,输送机保持匀速而煤流量不断变化造成电能损耗,引入模糊控制的理论,将PLC作为模糊控制器,使带速和煤流量相匹配。结果表明,该系统不仅能够实现赵固二矿智能监控的需要,还能有效节能,提高生产效率。
工程管理
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负责任创新为环境问题日益突出背景下产业创新发展提供了新的理念。本文基于负责任创新理论,以煤炭产业为例,运用文本挖掘方法对2012-2020年发布的煤炭产业政策进行回溯、解构,对煤炭产业政策的总体特征、配置重点、政策部门与措施的流转进行了分析,剖析现存问题,明确煤炭产业发展路径和演变规律。研究发现:(1)煤炭产业政策价值和制度维度导向优先于技术维度导向。负责任创新理念日益受到政府部门的重视,但注意力配置不均衡;(2)政策关注较多的是创新质量、管理和安全问题,但对文化、诚信、科技伦理、公众满意、公正等方面多显不足。研究有助于了解政府在产业创新政策中的注意力配置全貌与关注重点,为地方政府进一步修正、补充和完善相关政策决策提供参考和依据。
中国省际电热行业煤炭利用效率时空差异及影响因素研究
孟璐莎 张瑞鑫 张士强 李成宇
2020, 52(11):  0-0. 
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将中国30省市作为研究对象,进行电热行业煤炭利用效率时空差异及影响因素研究。首先对2001-2015年间中国30省市电热行业煤炭利用效率进行测算及分析,然后运用Geoda软件分析电热行业煤炭利用效率时空差异,最后通过空间误差模型对电热行业煤炭利用效率的影响驱动进行检验。研究结果表明:①2001-2015年间中国电热行业煤炭利用效率水平不高,且呈现出小幅度下降趋势;30省市的煤炭利用效率均未实现有效,且存在明显差异性,呈现出东部>中部>西部的分布格局。②中国省际电热行业煤炭利用效率呈现正向空间自相关性,且存在明显的集聚状态,近邻效应显著。③中国省际电热行业煤炭利用效率的主要影响因素有工业发展水平、产业集聚、技术进步、交通及政府规制。
大倾角薄煤层综采关键技术研究与实践
卓军
摘要 ( 247 ) PDF (0KB) (50)
录用日期:2017-08-24
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